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信噪比计算,误码率和信噪比的公式

时间:2023-05-04 13:53:09 阅读:149096 作者:3724

我想问的是数字解调模块中ADC的位宽和采样率的确定问题,虽然通信集成电路设计书的作者有一些模糊的问题,但并没有阐述其实质,所以就投稿与大家进行了讨论。

1 .日本的AD量化都是分析无噪声的干净信号。 理论上,一个ADC的SNR (信号与噪声之比)等于(6.02N 1.76 ) dB。 如果过采样比为k,零还延伸到SNR=(6.02n 1.76 ) 10*log10(k ) k

2 .例如,QAM256的接收器的解调阈值为32dB。 根据上面的ADC过采样可以提高信噪比的原理。 希望现在的AD采样率翻倍的基础上,可以降低解调阈值。

3 .假定当前具有噪声的输入信号为32dB,调制侧编码率为6.9M。 接收方经过AFE处理后,输出为IF为36MHZ的信号,带宽可能为8Mhz。 目前,8位ADc是以27Mhz采样的,ad采样后的输出信号的信噪比是多少?

54Mhz采样时,AD采样后的输出信号的信噪比是多少?

不能看书看公式。 解决问题不能应用公式。 公式用于描述科学原理没有错,但不理解原理就不能使用公式。

过采样到底会解决什么问题,你需要先弄清楚。

你觉得过采样到底会解决什么问题?

我的理解1:提高量化后的信噪比

2 )降低采样前抗混叠滤波器的设计难度。

因为一般不会使ADC限制解调性能,所以解调阈值一般与ADC无关

基带解调算法确定了

此外,ADC的SNR一般也不是由量化噪声决定的,而是可以忽略量化噪声

所以你这个问题比较奇怪。

该兄弟认为,一种通信系统的噪声有多种,并主要有发射器噪声、信道噪声、接收器噪声,正常情况下,教科书中的噪声为信道噪声中的自然背景噪声,而其他噪声因经过优化设计而被忽略能否积蓄并抑制自然背景噪声,也可以基于信号积蓄理论实现,只要针对每个相位积蓄信号就能够获得效果。 一般,由于增大过采样的信号累积是非相干累积,所以通过简单的过采样不能提高和明显提高s/n比。 如果要采样提高信噪比,需要正确同步后使用相干接收机获得信号处理增益。 请个人理解,笑一下。

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用本人不渊博的知识说明,首先,过采样的意义在于抑制ADC本身产生的噪声。

ADC产生的噪声极其可怕,有同学认为ADC噪声可以忽略,其实是一种误解。 ADC噪声来自两个方面:阶跃噪声,即量化阶跃噪声。 这谁都能理解,另一个是非线性的量化曲线噪声。 非线性量化曲线噪声的统计特性与输入信号相关。如果输入信号是窄带信号(简单的基带信号),则非线性量化曲线噪声不是白噪声,即,这种噪声在信号空间中产生相对大的投影(相关)。 这样的噪声对信号检测是致命的。 然而,ADC的非线性特性由物理定律引起,与工作温度等直接相关,完全不可避免。 因此,信号处理学界多年来一直在研究各种信号处理方法来解决这种噪声。 一种方法是采用无非线性特性的ADC。 啊,上帝这种事很不可思议。 2位量化器存在非线性特性。 那么,真正的线性ADC只有1比特。 于是西格玛-素描调制技术诞生了。 有心的学生可以专心研究这个方向。 另一个是在信号中加入Dither。 Dither是宽带噪声。 添加Dither的优点是可以白化或故意对非线性量化曲线噪声进行噪声整形,将非线性量化曲线噪声移动到带外,并通过数字滤波器进行滤波和去除。 顺便说一下,1 bit量化也需要加入Dither。 由于加入到Dither的信号的真实带宽已远远超过基带带宽,为了维持奈奎斯特定律,ADC的采样率也增加,所以称为过采样。

这个世界的复杂性超乎想象,同样,这个世界的简单也在想象之中。

嗯,各位,任重而道远啊。

我赞扬这个学生的认真。 虽然已经从qfdbg的各位那里得到了明确的回答,但是好像没有得出理论上的导出。 这是一个表面上看似明显结果的问题,但楼主自己支持给出明确的答复。 最后,通信陷害人,但DVB更陷害人哦!

你说的话我理解了。 谢谢你。

看大家的回答,总结我的问题。

1.ADC比特宽度的选择应该与调制信号的动态范围有关。 例如,对于QAM256,I/Q路径分别为16个,并且考虑数字解调器需要,通常选择8位ADC。

2 .信号发生器输出信号的信噪比(也可以认为是载波噪声比)为32dB,电平为-60dBm,调制端的码率为6.9M,后面连接RF baseband解调器。 接收方在AFE处理后,输出是IF为36MHZ的信号,带宽被认为是8Mhz。 现在,8比特ADc是以54Mhz采样的,但是ad采样后的输出信号的s/n比是多少呢?

非常感谢!

我现在也拆了一半,其实还不知道。

你是误会了

非线性是非线性的

噪声是噪声,是两个概念

非线性与噪声本质上不同,过采样可以减少带内噪声,但不能减少非线性

因为你的信息不完整,所以我不能回答

包括由AFE给出的SNR在内,信号发生器的SNR和基带中提到的解调阈值基本上是带内SNR

所以,一般基带工程师问你AD采样后的SNR,也是带内SNR。 因为人们认为带外噪声可以很好地滤波。 另外

采样造成的效果未必是10logK,所以做ADC的给他算好带内SNR就好了

回到你的第2个问题,因为不知道前端增益是多少,ADC的fullscale是多少

所以没法给出准确答案,但按照一般的经验,ADC的8bit是足够了,你输出的带内SNR估计还是32dB

准确的讲,过采样并不是降低了解调门限,而是提高了ADC的带内SNR性能,但提高完了不意味着信号真的变好了,因为很有可能SNR受限于前端,而不是ADC

是吗?  呵呵。唉,该说你点啥呢。

让我想到了很多。

你的问题二缺乏了最重要的参数--信道描述和低噪放噪声系数。在你的问题二里面,由于采样噪声远小于发射机噪声,故可忽略。最终噪声约等于信道噪声、发射机噪声和低噪放噪声的均方根。在发射机,信道,接收机噪声系数已知的情况下,噪声是不变的,如果你对信号进行积累(如扩谱技术),可以提高接收信号信噪比

.5

工程中常用的确定灵敏度的方式是:-174+20*log(B)+NF+GP+C/I+Ma,B为信道带宽,NF为噪声系数,Gp系统处理增益,C/I系统编码方式在一定误码率下解调需要的信干比,Ma系统需要的工程余量。

你说的灵敏度方程我也知道,今天看了RF SYSTEM DESIGN OF TRANSCEIVERS FOR WIRELESS COMMUNICATIONS.pdf一书,上面是把AD和LNA等模拟前端器件对系统的影响全部考虑为NF的,过采样可以降低AD的量化噪声功率谱密度,所以过采样可以降低AD的NF。当前端增益很大时,AD的NF影响较小。

不是模拟出身,问的问题也不专业,请见谅。

理论上这样可以减小一些噪声,但实际上AD位于系统后级,虽然AD引入的是数字量化噪声,跟热噪声不同,但还是可以参考一下噪声级联公式,后级对噪声系数影响比较小。没多大挖掘余地。

主要原因是AD之前增益已经很大了。主要影响噪声的在前级,增益级之前,比如低噪放,还有天线到低噪放之间的线缆插入损耗。

常见的接收机,无论是手机中的,基站中的还是数据链中的,雷达中的,都主要考虑优化前级,来改善噪声水平,提高灵敏度水平。

合理的设计中AD级对系统的整体噪声贡献应该是很低的。如果一个系统AD级对噪声贡献比较大,存在比较大的性能挖掘空间,说明原设计可能不太合理。

嗯, 这个说法是懂行的。

热噪不一定是坏事。

问题结束,可以封贴了,多谢各位的指教。

前面有明白人啊,!

过采样可以提高信噪比,是这样来理解的。

信号进入ADC的时候,信号和噪声总功率是一定的。如果用高的采样率,那么ADC的通带带宽会变宽,那么噪声总功率就会分布到更宽的带宽上,信号带宽内的噪声功率下降,从而提升信噪比。

这个理解比较靠谱

1. 你的公式是书上的近似公式,实际ADC的SNR是由ADC数据手册给出(与输入频率相关),确保查表用你系统的IF频率对应的SNR

2. 提高采样率可以按3dB/倍频程的关系改善ADC SNR

3. 关键是ADC的SNR这个指标用来干啥,知道了ADC的SNR,可以计算ADC的噪声系数NF

4. 有了ADC的噪声系数,就可以计算从天线口到ADC之间的RF通道的整机级联噪声系数NF了

5. 有了整机级联噪声系数NF,你就计算包括基带算法和射频通道在内的完整的接收机的解调门限,即接收机灵敏度了

供参考。

补充一点,还要加1个滤波器,把有带外的噪声给滤掉。

up

re,也学到一些关于ADC量化噪声的知识,原来设计考虑是基本忽略了

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